珍稀树种乳源木莲和红花木莲引种试验研究-硕士论文

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1 O 8 m s c m 、3 2 5 m g g - i 和3 0 8 m g g - 1 ：红花木莲的4 个生理指标 值分别为：7 5 、0 4 m s c m - 1 - - - 0 9 m s c m - 1 、2 2 1 m g g - , 和2 3 5 m g g 。 6 从耐寒性两个生理指标：叶片相对电渗率、束缚水自由水。在O 、一2 C 、 一3 C 三种温度条件下，低温胁迫6 h 。乳源木莲相对叶片电渗率分别为4 5 1 3 、4 9 1 2 、5 5 2 0 ；红花木莲分别为4 4 3 6 、4 8 7 2 、5 4 3 2 。束缚水自由水与树种 的耐寒性呈正相关，乳源木莲的束缚水自由水为1 4 2 ，而红花木莲为0 9 0 。试验数 据结果表明：乳源木莲耐寒性较强。 关键词：沿江低丘地区乳胶木莲红花木莲引种生理生态抗性 2 A l lo f r a r et r e es p e c i e sw e r ep l a n t e di nM a r c h2 0 0 7 T h es u r v i v a lr a t e so f 2 r a r et r e e s p e c i e sw e r es i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n t T h es u r v i v a lr a t eo ft h eM a n g L i e t i aY u y u a n e n s 括W a S 6 0 ，b u tf o rM a n g l i e t i ai n s i g n i sW a S8 0 3 T h ea n n u a l g r o w t ho fM a n g L i e t i aY u y u a n e n s i sa n dM a n g l i e t i ai n s i g n i ss h o w s r h y t h m i cg r o w t hd u r i n g2 0 0 7t o2 0 0 9 P e r i o do fs l o wg r o w t hW a Sa u t u m n w i n t e ra I l d s p n n gq u a r t e r si no n ey e a r E a c hy e a ri nJ u n et oS e p t e m b e r , t h ea n n u a lg r o w t ho f2r a r e t r e es p e c i e sW a St h ef a S t e s t 4 F o rt h eM a n g L i e t i aY u y u a n e n s i sa n dM a n g l & t i ai n s i g n i st h e c u r v e so fd i u r n a l c h a n g eI l lp h o t o s y n t h e t i cr a t ea r ed o u b l e p e a k e d T h et r e n d sw e r ed i f f e r e n tf o rt h e2 s p e o e s ，b u tt h ep e a k sa p p e a r e da tt h es i m i l a rt i m ep e r i o df r o m10 ：0 0 a mt o16 ：0 0 p m w h i c h W a Ss t r o n g e rl i g h tt i m e A n a l y s er e l e v a n c eo fp h o t o s y n t h e t i cr a t ea n dp h y s i o l o g i c a l e c o l o g i c a lf a c t o r s ，T h er e s u l t ss h o wt h a t ：T h em o s ts i g n i f i c a n t i m p a c to nM a n g L 耙t i a Y u y u a n e n s i sW a St r a n s p i r a t i o nr a t e ，t h es e c o n dW a SP A R ；T h em o s ts i g n i f i c a n ti m p a c tO i l M a n g l i e t i ai n s i g n i sW a Sl e a ft e m p e r a t u r e ，t h es e c o n dW a SC a 5 A f t e ri n t r o d u c t i o na n dc u l t i v a t i o ne x p e r i m e n ti nm i d d l ea n dl o w e rr e a c h e so f Y a n g t z eR i v e r , w et e s t e ds u s t a i n i n gd r o u g h ts t r e s s ，f o u rp h y s i o l o g i c a li n d e x e s ( r e l a t i v e w a t e rc o n t e n t ，r d a t i v ep e r m e a b i l i t yo fc e l lm e m b r a n e a Sw e l la se n z y m e a c t i v i t y ) F o rb o t h s p e c i e s T h er e s u l t ss h o w e dt h a t ，M a n g L 彪t i a Y u y u a n e n s i sw e r e8 0 、0 2 m s c I I l 。l O 8 m s c m 、3 2 5 m g g a n d3 0 8 m g g - 1f o rt h e4i n d e x H o w e v e r , f o rM a n g l i e t i ai n s i g n i s w e r e 7 5 、0 4 m s c r n 。O 9 m s e r a 、2 21 m g g - 1a n d2 3 5 m g g 。1 r e s p e c t i v e l y 6 W ea l s ot e s t e ds u s t a i n i n gc o l d h a r d i n e s s ，p h y s i o l o g i c a li n d e x e s ( c e Um e m b r a n e p e r m e a b i l i t y , r a t i o so fb o u n dw a t e rt of r e ew a t e ri nt h e i rl e a v e s lf o rm es p e c i e s T h e r e s u l t ss h o w e dt h a tM a n g L i e t i aY u y u a n e n s i sa n dM a n g l i e t i a i n s i g n i sW a S0 9 0 、1 4 2 r e s p e c t i v e l y I nd i f f e r e n ts i t u a t i o n s ，t w or a r et r e es p e c i e so fc e l lm e m b r a n ep e r m e a b i l i t v w a s s i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n t K e y w o r d s ：H i l l ya r e a sa l o n gt h eY a n g t z er i v e r ，M a n g L i e t i aY u y u a n e n s i sL a w ，M a n g l i e t i a i n s i g n i s ( W a l l ) B I ，I n t r o d u c t i o n ，P h y s i o l o g i c a l ，S t r e s sr e s i s t a n c e 目录 1 文献综述1 1 1 珍稀树种种质资源现状1 1 2 珍稀树种物候期研究2 1 3 珍稀树种光合特性研究3 1 4 珍稀树种抗性研究4 2 引言5 2 1 研究目的与意义5 2 2 主要研究内容7 2 3 课题来源7 3 材料与方法8 3 1 试验地概况8 3 2 试验材料8 3 3 试验及研究方法9 3 3 1 物候期观察9 3 3 2 移栽成活率1 0 3 3 3 光合生理1 0 3 3 4 生长指标1 0 3 3 5 耐旱性生理指标1 0 3 3 6 耐寒性生理指标1 1 4 结果与分析1 2 4 1 引种栽培物候期观察1 2 4 2 引种栽培成活率1 3 4 2 1 引种成活率调查1 3 4 2 2 成活率影响因素1 3 4 3 光合生理1 4 4 4 年生长量及长势1 7 4 5 耐旱性生理指标1 9 4 6 耐寒性生理指标2 0 5 结论与讨论2 1 5 1 结论2 1 5 2 讨论2 2 参考文献2 3 附图2 3 致谢2 8 作者简介2 8 1 文献综述 1 1 珍稀树种种质资源现状 植物是人类赖以生存和发展的重要自然资源。据相关资料显示，全世界每年灭绝 高等植物近2 0 0 种；在我国受威胁的高等植物达4 0 0 0 - - 5 0 0 0 种，占林木总数的1 5 2 0 。大量具有利用价值的珍稀树种的遗传资源及其有效群体日趋减少，许多林木种 质资源正大量破坏和消失n 1 。特别是2 0 世纪8 0 年代以来，随着经济的高速发展，森 。林砍伐破坏尤为严重，环境恶化不断加剧，外来物种大量入侵，导致我国的许多珍稀 树种种质资源正以每年1 5 的速度流失，形势十分严峻。因此，保护珍稀树种种质资 源迫在眉睫。种质资源不仅是生态系统多样性和生物多样性的基础，关系到国家的生 态安全，而且是良种繁育的原始材料，是生产力发展的基础性和战略性资源，对社会 发展具有十分深远的影响。1 9 8 7 年，国家环保局和中国科学院植物研究所出版了中 国珍稀濒危保护植物名录第一册，并组织有关专家拟定了第二批全国珍稀濒危植物 名录约5 4 0 多种。 随着社会的进步、经济的发展和人民生活水平及鉴赏能力的提高，社会对珍稀树 种的需求越来越多。这一需求，不论是在木材生产上，还是园林植物利用上都得以反 映。 根据五次森林资源普查的结果显示，成、过熟林面积占用材林面积的1 4 7 8 ； 蓄积量占用材林蓄积的3 8 0 2 。其他硬阔类面积仅占用材林面积的6 3 6 ；蓄积仅占 用材蓄积的6 4 6 。根据我国第六次森林资源普查结果显示，我国用材林面积7 8 6 2 3 万时，蓄积量为5 5 1 3 亿m 3 ，比第五次森林资源普查面积减少了2 6 4 1 ，蓄积减少 了3 0 7 1 。就用材林而言，成、过熟林的蓄积都很少。至于樟树、楠木等珍稀用材 树种不过是凤毛麟角。由于多种原因，我国建国以来人工栽培的树种主要是桉树、杨 树、杉木、落叶松、马尾松以及国外松等速生树种，其目的主要是为了满足我国房屋 建筑及人造板用材和纸浆造纸的需要。但对于珍稀用材树种，除了一些地方有零星种 植外，大多地区基本上还是空白。 在园林植物应用时，野生珍稀树种在长期的自然选择中，逐渐形成了独特的色彩、 风韵、姿态和芳香等美的特性，这些特性又随着年龄和季节的变化而有所丰富和发展， 成为人类的宝贵财富。珍稀濒危植物用于园林，亦有过许多实践经验。例如，作为珍 稀的观赏树木一金钱松，为世界五大公园树之一，在西方广泛使用。国家二级保护植 物的银杏在古代就常用于各地寺庙的绿化，在寺庙两边对植，现在亦可见到许多参天 的古银杏。辽宁丹东市把银杏作为行道树，目前市区已有1 4 条银杏街，长沙、武汉 也选用了银杏作为街道绿化树种。厚朴、鹅掌楸、杜仲、珙桐等近年来亦有成功应用 第1 页 于园林的经验。南方红豆杉、穗花杉树冠浓郁，种子红色，夏秋季节，红色点缀于翠 绿之中；长苞铁杉、水松、黄枝油杉、冷杉、水杉、南方铁杉等针叶树树干端正挺拔， 树姿雄伟壮观，令人肃然起敬；沉水樟、白桂木、乐东拟单性木兰、闽楠等阔叶树种 树干端庄，树冠浑圆，大枝平展，四季常青，丛植、列植、孤植都能体现其群体美和 个体美，是良好的行道树和庭园树；连香树枝叶茂密，树干粗壮，寿命极长，是当之 无愧的温带阔叶树中的巨人；厚朴、鹅掌楸、华榛、珙桐、杜仲等生长较快，树体高 大，枝繁叶茂，花果均佳，在园林中用途极广幢一1 。 1 2 珍稀树种物候期研究 从现代科学意义上讲，使物候研究成为科学，始于系统的物候观测。1 8 世纪中 叶瑞典植物学家林奈第一次明确的阐述了物候观测的目的和方法嵋吲。1 9 世纪以来， 欧美一些国家先后开展起物候观测，并在多年的观测基础上编制物候日历。2 0 世纪 3 0 年代初，竺可侦先生( 1 8 9 0 - - - 1 9 7 4 ) 就倡导在我国开展系统的物候观测，他数十年 如一日，坚持不懈的进行气候和物候的观察，从不间断。由于我国幅员辽阔，物候现 象所反映的季节更替在不同的自然地带差别显著。即便在同一座城市，由于热岛效应， 也会导致呼和浩特市春天城市街头的丁香花先于植物园内开放。今天，我们强调人与 自然和谐相处，更应加强物候观察的记录和应用。 物候期的观测为园林树木栽培提供生物学依据，例如确定繁殖时期，确定栽植季 节与先后，催延花期，树木周年养护管理等，丁香的促成栽培就是利用这个原理进行 催化的。 从物候记录中寻找界限温度稳定通过日期的物侯标志，研究指出，当植物发育到 一定阶段时，大体能反映该地通过了某一界限温度和达到一定数量的有效积温。因此 可以把植物发育到一定阶段出现的物候现象，作为通过一定界限温度和达到一定数量 有效积温的宏观标志。有人研究，在北京可以把玫瑰芽开放作为春季气温上升到5 。C 的标志；黄刺玫初花是气温稳定回升到1 5 的标志。 利用物候记录作季节与物候发生期预报，利用往年的物候记录不仅可以在一些指 示季节动态的指标物候期出现之后，对当年的季节状况作出判断，而且还能对季节和 许多物候现象的发生日期进行预测预报，做到对当年的物候季节动态未卜先知。 物候观测记录在防治农林害虫活动方面的应用，对于物候，人们历来重视它的标 志或指示。随着植物保护工作的开展，积累了大量虫害发生期的资料。当把这些资料 与植物物候现象发生期的资料进行对比时会发现，二者之间具有发生上的重叠性。利 用这种重叠性，我们可以把易于观测把握的乔灌木物候现象作为防治农林虫害的物候 标志。如早春旱柳绿芽仞现至开始展叶是常见害虫活动的物候标志；柏双条杉天牛越 冬成虫出蛰活动，主要危害侧柏、桧柏、龙柏等树木。国愧新芽放出时，国愧红蜘蛛 越冬成蛾和若蛾开始活动危害。山桃现蕾露红时，为桑刺尺蠖越冬蛹羽化的盛期等。 第2 页 在有些乔灌木分布和害虫发生的地方，每年都可以利用这些易于观察的乔灌木物候， 把握害虫活动和防治的有利时机盯1 。 1 3 珍稀树种光合作用研究 光合作用【8 删是植物将太阳能转换为化学能，并利用它把二氧化碳和水等无机物 合成有机物，同时放出氧气的过程。在生物进化过程中出现光合功能后，地球上的有 机物开始大量积累使无数生物的生命活动得以直接或间接地在消耗这些光合产物的 基础上蓬勃发展、演变，直至人类的出现。人类不仅自身的生命活动要以由光合产物 直接或间接转变而成的食物作为有机物和能量的来源，而且还在生产和生活中大量利 用进行光合作用的植物做原料和燃料。 同样，树木光合作用1 既是一个能量转化过程，又是一个同化C 0 。进行干物质积 累形成初级生产力的过程。这一特点使光合作用成为生态系统能量流动规律研究、植 物生产力形成机制研究和全球碳平衡研究中的关键环节，光合作用也因此成为当今生 理生态研究的热点和重点。 从生物进化角度看，光合作用中所产生的有机物和氧气为高等动植物的出现奠定 了基础。几十亿年前，在地球的大气层中没有氧气，原始地球上有机物的生产，是将 紫外线作为能量来源的，原始生物只进行无氧呼吸。到了3 0 多亿年前，出现了含有 叶绿素的蓝藻，这才出现了光合作用，这在生物的进化上是一个历史性的转折点。氧 的出现改变了整个地球环境，为生物提供了一个有利的“居住”条件。总之，光合作 用的出现，使整个生物界的进化别开生面，蔚为壮观。人类及高等动物的起源和进化 离开了光合作用是不可想象的。 光合作用将把太阳能转变为化学能，无机物转变为有机物并储存在形成的有机物 中。有机物中所储藏的化学能，除了供植物体本身和全部异养生物之用，更重要的是 可供作人类营养和活动的能量来源。我们所利用的能量，如木材、煤炭、天然气等， 都是现在或过去的植物通过光合作用形成的。因此，可以说光合作用是今天能源的主 要来源。 动物、植物、微生物等全部生物，在呼吸过程中吸收氧气，呼出二氧化碳，工厂 中燃烧各种燃料也消耗氧气，排出二氧化碳，正是有了植物的光合作用，不断的吸收 二氧化碳，放出氧气，才使得大气中氧气和二氧化碳的含量保持稳定，从而维持人类 的生存环境。总之，光合作用是地球上一切生命生存、繁荣和发展的根本源泉。对它 的研究在理论上和生产实践上都具有重大意义。光合作用机理的研究已取得重大成 果，但是仍然需要更深层次、更广范围的研究，特别是机理研究与生理研究的结合， 这将有利于人类模拟光合作用来解决一些人类目前面临的问题，如模拟光合作用，将 取之不尽的太阳能转换为人类可用的化学能，解决全球面临的能源问题；提高作物光 合作用效率，以提高作物产量，解决粮食问题。 第3 页 ，? 。 1 4 珍稀树种抗性研究 从近年来发表的文献来看，在树种水分生理生态的研究领域有一个明显的趋势， 即研究工作越来越趋向于在微观和宏观两个方面进行研究。微观方面是指从细胞生物 学、生理生化等角度来研究，如光合作用的生化过程中水分胁迫与酶活性的关系；胁 迫对于叶绿素的形成及对于电子传递链的影响；短期的水分胁迫对于植物水分参数的 影响；对于叶片生长过程中某些细胞因子的分析。宏观是指从生理生态的角度来分析 植物对水分胁迫的反应，如长期的干旱或一段时间( 数日、数周到几个月) 的干旱胁迫 下气孔调节对于蒸腾和同化的影响n 2 14 。光合作用和水分蒸腾与植物叶水势和土壤水 势关系，研究植物水分关系的季节性变化及植物的渗透调节等。但是这些研究有两个 明显的缺陷，其一对树木耐旱能力的评价只是以少数个别指标进行比较，未能提出一 个可靠的综合评价指标体系，自然评价结果并不准确；其二对树木耐旱性缺乏系统的 比较研究，因而很难对树木的耐旱机理给出一般性解释。 树木抗旱性生理基础研究，今后应从微观向宏观；从静态向动态；从定性向定量； 从单一学科向多学科相互交叉、渗透与融合的方向发展。加强抗旱指标的筛选，将植 物水势、植物体内水分传导、土壤水势、根水势有机地结合起来，形成水分传输系统， 研究水分动态特点以及土壤干旱胁迫条件下树木耐旱性机理的研究。重点研究土壤干 旱胁迫条件下不同树种的水分特性和适应机理与生理反应，提出不同树种的耐旱性特 征参数，进一步开展树种耐旱能力的综合评价，建立评价指标体系，进行分类判别。 对木本植物的抗旱性研究除了进行生理方面的测定，还应把生态、生理以及基因 调控作为一个有机整体加以考虑。因此，在将来树木的抗旱性研究中，应该结合最新 的分子生物学手段，阐明在不同程度水分胁迫下生物量积累与分配、气体交换、用水 效率、脱落酸含量以及其它生理与生化、形态等变化的相互关系，以及这些特征和有 关抗旱基因表达间的内在联系，加强木树在水分胁迫下信号识别与传导、逆境蛋白的 诱导及相关基因的调控等研究。相信随着技术的发展及相关研究的深人，分子生物学 技术在树木抗旱方面将发挥更大的作用，进一步深化木本植物的抗旱性研究，揭示木 本植物在于旱环境下的用水机制，选择、培育出抗旱能力强的新品种。 低温胁迫纠7 1 是植物栽培中常常遇到的一种灾害，它不仅会导致植物的生长受到 严重损害，甚至引起植株死亡，给生产带来严重的损失。研究低温胁迫对植物的伤害 作用及其机理，探索植物抗寒机制及其预防措施，具有重要的理论和实际意义。王榕 楷、丁小球( 2 0 0 1 ) 采用电导法测定3 种草坪草经低温处理后的电解质渗透率的变化， 并通过研究低温处理过程中细胞内超氧化物歧化酶活性的变化，探求低温下酶活性的 变化与植物耐寒性的关系。 目前，对植物耐寒性的研究有许多尚未能确定的认识，这反映了植物抗寒性机制 的复杂性，需要继续到分子水平进行研究。目前，植物抗寒分子机理的研究还处于初 第4 页 级阶段，许多可能还只是假说。因此，分子水平的研究是植物抗寒性的重要课题；植 物抗寒性生理生化机理的研究要与育种和制定有效的栽培技术措施紧密联系，建立可 操作性强和科学性的指标体系为育种工作打下坚实的基础；植物生活在光、气、热、 温、水共同作用的环境中，低温胁迫只是其中研究的一个方面，因此在加强单一因子 研究的基础上研究双因子或多因子共同作用是植物生理研究的重要内容。 2 引言 2 1 研究目的与意义 珍稀树种的保护与推广应用，无论在保护濒危物种还是在维持物种多样性上，都 具有着及其重大的意义和作用。一是保留基因，利用原种来丰富植物世界；二是能科 学而有计划地开发和利用珍稀树种；三是利用原种基因研究珍稀树种自身的特点和习 性，并利用遗传工程技术培育出特产、高产、抗病力强的优良品种；四是保护珍稀树 种可极大的丰富园林植物种类；五是提高物种多样性，使森林生态系统更加稳定及可 持续发展。将一些种质资源并不丰富的物种能更加广泛的推广和利用，更是一个长远 的战略目标。这一目标的实现，涉及植物分类学、观赏植物学、生物生态学、遗传育 种学、生物资源学和植物繁殖学等多学科的原理和方法，是一项系统工程。 安徽省在气候上属暖温带与亚热带过渡地区，因此亚热带落叶阔叶林和常绿阔叶 林树种资源最为丰富。据初步调查统计，安徽省各种可利用的野生植物有1 0 0 0 多种。 其中珍稀植物资源极为丰富。全省境内有珍稀、保护资源植物数百种，其中包括国家 三级保护植物1 8 种，国家二级保护植物9 种。这些均是我省宝贵的资源财富，值得 很好地保护、研究和合理地开发利用。 保护和保存这些仅存的珍稀种质资源的最有效手段之一，就是建立相应的引种栽 培区进行迁地保护，并总结出相应的配套栽培措施，为今后的研究和开发提供充分的 物质基础和理论依据。此外，珍稀树种本身的繁殖能力也是影响它能否发挥效益的一 个因素，自然环境中生存的大量树种的种质资源因为种子数量少或因为发芽率低，在 种子繁殖方面有一定的困难。无性繁殖手段的应用是解决这些植物繁殖问题的另一条 途径。而想要能够稳定的获得种质资源的无性繁殖材料，就必须建立一个拥有丰富种 质资源的种质资源采穗圃。因此，珍稀树种种质资源的保存、繁殖和栽培技术研究， 成为了珍稀树种资源保护利用和开发的至关重要的一步。 同时，我国又是一个木兰科植物资源最丰富的国家，是木兰科n 8 1 9 】植物的起源地 和分布中心，现有木兰科植物木莲属、木兰属、华盖木属等共1 1 属、约1 4 0 种，其 中观光木属、华盖木属为中国特有。大多数木兰科植物树干通直、树姿优美，高贵典 雅，花大艳丽，有紫、深红、桃红、粉红、黄、奶黄、纯白、乳白等众多花色而且芬 第5 页 芳袭人，深受人们的喜爱。在安徽合肥地区行道树绿化中，很多木兰科植物发挥着重 要的作用，如广玉兰，树干高大通直，枝叶茂盛常青，花朵素雅芳香，是行道树绿化 常用树种。在庭院绿化、居住区绿化中，木兰科植物因其树姿优美、花叶秀丽，而且 许多种类有较强的抗污染能力，成为绿化树种的首选。此外，木兰科植物还具有多种 经济用途和社会生态效益，其中许多种类树干通直，材质优良，为重要的木材加工原 料，有些种类具有较高的药用价值。木兰科植物作为当今园林绿化树种的首选，具有 非常高的开发利用价值和广阔的市场前景。本课题研究的两种木兰科木莲属树种，同 样具有良好的观赏性和较高的应用价值，在安徽及周边地区少有种植和应用，笔者认 为具有广阔的开发前景。 乳源木莲( M a n g L i e t i a y u y u a n e n s i s ) 幢蚴原产美国南部，喜温暖湿润气候环境，偏 阴性，幼树耐荫。天然更新良好，适宜土层深厚、潮润、肥沃或中庸的排水良好的酸 性黄壤土上生长。自然生长在海拔1 3 0 0 米以下沟谷台地、山沟中、下部的山坡，常 与红楠、杜英、木荷、槠栲类等常绿阔叶林混生。 红花木莲( M a n g l i e t i ai n s i g n i s ) 担别分布区属中亚热带，向南可伸至南亚热带和北热 带。该地区气候温凉湿润，雨量充沛，日照较少，云雾多，湿度大，年平均温约1 3 ，年降水量1 5 0 0 毫米以上，土壤为黄壤或黄棕壤，p H 值4 5 - 6 0 ；大多零星混杂 在常绿阔叶林或常绿落叶阔叶混交林中。在云南常与鹿角栲( C a s t a n o p s i sl a m o n t i i ) 、 亮叶含笑( M i c h e l i a f “l g e n s 人木莲( M a n g l i e t i af o ，d i a n a ) 、木瓜红( R e h d e r o d e n d r o n m a c r o c a r p u m ) 、瑞丽山龙眼( H e l i c i as h w e l i e n s i s ) 等混生成林。一般春末换叶，结实 有大小年，种子靠鸟类传播。果实成熟后，瞢荚沿背缝开裂，种子成熟时悬挂于白色 丝状珠柄上，招引鸟类啄食。花期5 6 月，果期8 9 月。 一 在我国，红花木莲主要分布于湖南西部城步、新宁、武冈，贵州北部绥阳、江口 和东南部凯里、雷山、三都、榕江，广西全州、龙胜、资源、罗成、融水，云南广南、 富宁、文山、麻栗坡、马关、金平、红河、屏边、蒙自、石屏、元江、新平、峨山、 临沧、沧源、镇康、凤庆、龙陵、保山、漾冲、贡山，东南部察隅等地区。在东部我 见于海拔9 0 0 - 1 6 0 0 米，西部可达海拔2 6 0 0 米。尼泊尔、印度东北部、缅甸及越南北 部也有分布，属国家级珍稀濒危保护植物渐危2 级。 本研究的目的在于建立一个位于安徽省境内的高效珍稀植物保护繁育基地，通过 对木兰科珍稀树种在安徽省枞阳县引种栽培试验，比较树种移栽后物候期、引种成活 率、生长指标、光合生理指标以及抗性生理指标等的测定，分析引种树种在该地区表 现出的生理生态特性。从而为珍稀植物在安徽省长江中下游地区的迁地保护以及长江 中下游低山丘陵地区植被恢复和物种多样性的提高，提供丰富的物质材料和理论依 据。为木兰科树种在长江中下游地区的引种，提供理论基础。 第6 页 2 2 主要研究内容 本研究以安徽省枞阳县珍稀树种品种园内引种的乳源木莲和红花木莲两种为研 究对象。 ( 1 ) 对其物候期进行观察并记录。通过与原产地物候的比较，了解在长江中下游地 区木兰科树种的生物学反应，为引种生产提供理论依据。 ( 2 ) 对其生理指标进行测定，包括成活率、年生长量、长势、光合生理指标、耐旱 性生理指标、耐寒性生理指标 ( 3 ) 描述两树种病虫害出现情况，提出主要的防治措施，从而为珍稀树种的种资资 源可持续发展，提供依据。 ( 4 ) 将以上3 部分所观察的现象和检测的数据进行分析。从而弄清两树种年生长节 律特点，以及苗木生理与生态特性，并推测出红花木莲和乳源木莲在苗期的生长生理 规律与环境因子的关系，并摸索出两树种引种至长江中下游低山丘陵地区的受限因 子，分析调控这些因子的可行方法，为两树种培育提供行之有效的方法，并为红花木 莲和乳源木莲在安徽地区的推广提供了理论依据。 2 3 课题来源 本论文研究来源于国家林业“十一五 科技支撑项目长江中下游低山丘陵生态 退化区植被恢复技术试验示范 第7 页 3 材料与方法 3 1 试验地概况 珍稀树种引种试验地设立于安徽省枞阳县周潭镇大山村，地处大别山东南边缘， 长江下游北岸，属于亚热带季风湿润气候区，四季分明，年平均气温1 6 5 C ，年均 光照2 0 6 4 9 h ，年均降水量1 3 2 6 5 m m ，但降水在全年分配不均。山地成土母岩以花岗 片麻岩为主，山地土壤主要为麻石黄棕壤，质地较轻，p H 值5 5 6 5 ，具有典型代 表性的亚热带北缘地区丘陵岗地气候特点。 珍稀树种园引种树木共计1 8 科3 2 种，综合考虑不同树种对土壤、遮荫、灌溉以 及排水条件的要求，选取位于大山村高家洼的一块开阔、土壤条件良好、临近水源且 具有局部遮荫条件的平整土地作为试验地。按生态学特性分为喜光、耐荫、喜湿、四 耐湿大类，并针对试验地地形特点，合理布局，综合考虑景观效果，精心设计，统筹 规划。在树苗运抵前两周开始整地，除杂松土，并针对所栽培的不同树种的自身生理 特点，选择不同的地块，统筹规划，同时兼顾到日后的景观效果。试验根据所栽培的 苗木平均大小，将植穴规格为5 0 c m X5 0 c m X5 0 c m ，株行距设计为株行距为l m X2 m ， 并在种间留有过道，以便于后期对试验材料的管理和测量。 3 2 试验材料 本次引种试验选择的树种均栽植于安徽省枞阳县珍稀树种品种园，两树种均为木 兰科木莲属。2 0 0 7 年3 月，两树种移栽完毕。乳源木莲、红花木莲均为3 年生实生 苗。 乳源木莲( M a n g L i e t i a y u y u a n e n s i s ) 为木兰科木莲属具半落叶特性的常绿乔木树 种。原产地为美国南部，树干通直，树冠浓郁优美，四季翠绿，花如莲花，色白清香， 是优良庭园观赏和四旁绿化树种。红花木莲( M a n g l i e t i ai n s i g n i s ) 为木兰科木莲属常 绿乔木，为渐危种。分布区域虽然较广，但分布零星，数量较少，由于不断采伐利用， 有灭绝的危险。树体高大，叶色浓绿，花玫瑰红色或粉红色，鲜艳悦目，材质好，是 新发展的优良绿化树种和用材树种。花、叶、树皮、树根均可提取芳香油，树皮也可 提取厚朴酚。同时，红花木莲是原始的木莲属中比较原始的种类。对研究该属分类、 分布及我国与毗邻地区的植物区系有一定意义。 珍稀树种品种园内，移栽种苗均为实生苗，苗源除来自皖东地区的珍稀树种琅琊 榆( U l m U Sc h e n m o u i ) 和醉翁榆( U l m u sg a u s s e n i i ) 两种，以及四川I 的楠木( P h o e b e z h e n n a n ) 一种以外，绝大部分来自安徽省的皖南山区和大别山区各林场及苗圃，苗 木收集期间在安徽省林科院苗圃假植。引种所有树种见表1 。 第8 页 表1 引种试验树种概况 T a b l e1T h et r e es p e c i e so ft h ei n t r o d u c t i o n 3 3 试验及研究方法 3 3 1 物候期观察 乳源木莲和红花木莲在整个生命活动过程中，随着气候变化的节律，有规律地交 替发生着萌芽、开花、展叶、结果、落叶等物候现象，对两树种样株进行物候期观测 2 3 ( 1 ) 观测时间：根据树种生长发育阶段情况，在萌动、开花、展叶每天观测1 次。 第9 页 新梢开始生长，新芽形成，叶变色、果实种子成熟和落叶2 天观测1 次。( 2 ) 观测方法： 用肉眼直接观测。观测中先看树冠物候相的表现，再看标准株全冠，观测全树的外部 形态，然后重点观测标准株的树冠中部阳面标准枝，最后确定物候期出现的时间。( 3 ) 观测内容：观测记载叶芽萌动期、开放期、展叶期、叶变色期、落叶期、花芽萌动期、 开花始期、末期、果熟期、脱落期等内容。 3 3 2 移栽成活率 成活率采用全样法担4 1 。移栽5 个月后，于2 0 0 7 年8 月1 5 日分别树种进行成活状 况调查。对于地上部分已经出现死亡症状的，但无法判断是否真正死亡的，主要依据 其根系判断。 3 3 3 光合生理 于2 0 0 8 年的8 月选择连续的晴天，在野外条件下，每日7 ：0 0 - - - ，1 7 ：0 0 ，每隔l 小时测定一次。采用L i - 6 4 0 0 光合作用测定仪测定乳源木莲、红花木莲两树种样株的 净光合速率( P n ) 、气孔导度( C o n d ) 、胞间C 0 ：浓度( C i ) 、蒸腾速率( T r m o m 0 1 ) 、 气温( T a i r ) 、叶面温度( T l e a f ) 、叶室温度( T b l o c k ) 、大气C O 。浓度( C O 。S ) 、样品 室空气湿度( R H ) 、光照强度( P A R ) 、叶表面水气压( V p d l ) 等。测定时，叶室垂直 太阳光放置，选择具有代表性的叶片3 枚，取其平均值。同时测定样株的环境因子， 气温、地温、土壤湿度、空气湿度。应用D P S 分析软件，建立回归方程，分析实验结 果3 。 3 3 4 生长指标 生长量的测定【2 6 2 ：采用固定样株法，在生长季节每4 个月对植物生长指标测定 一次。对样株进行地径和苗高的测量，地径用游标卡尺测定，精确到0 0 0 2 c m ；苗高 用钢卷尺测定，精确到0 I c m 。 长势的判定：按骨干枝延长枝的发枝数量多少、平均长度、粗度、充实度、生长 方向以及枝条颜色将苗木的生长势定为I 、I I 、I I I 三级。各级指标均表现优异的定为 I 级，有一项表现较差的定为I I 级，两项及两项以上表现较差的定为I I I 级。 3 3 5 耐旱性生理指标 ( 1 ) 相对含水量的大小，反映了植物体内生理生化代谢的活跃程度。在干旱条件下， 相对含水量高的植物其生理功能旺盛，对干旱适应能力强。采用饱和称重法，取苗木 上部成熟叶片迅速称其鲜重W f ，然后将叶片浸入蒸馏水中数小时，使叶片吸水成饱 和状态，取出用吸水纸吸取表面的水分，立即放入已知重量的称瓶中称重，再放入蒸 馏水中一段时间后取出吸干外面水分，再称重，直至重量不再增加为止。此时即为叶 片吸水饱和时的重量W t ，然后在1 0 5 温度下杀青，在8 5 烘干至恒重，求得组织 干重W d 。 第1 0 页 利用公式，相对含水量= ( W f W d ) ( W t - W d ) x 1 0 0 W 卜叶片鲜重( g ) W d 叶片干重( g ) W t 叶片饱水重( g ) ( 2 ) 电解质渗出率的测定，在逆境胁迫下细胞膜透性的大小是衡量植物耐逆性的重 要指标之一。 利用公式，相对电导率= ( I 。- - I 。) ( I ：- - I 。) X1 0 0 ( $ 1 J 用相对电导率表示植 物细胞膜透性) I 。一处理电导率 I o - 对照电导率 1 2 _ 煮沸电导率。 ( 3 ) 过氧化氢酶活性。采用紫外吸收法测定，并计算酶活性。 ( 4 ) 过氧化物酶活性。采用愈创木酚法测定，于分光光度计上测量吸光度值，每隔 1 分钟读数一次，读数于波长4 7 0 n m 下进行曙引。 在一定水分胁迫范围内，植物通过酶活性增加，提高适应水分胁迫的能力。但是 当胁迫超出了植物的忍耐范围，保护酶不但不再增加，反而下降，说明不同植物忍耐 水分胁迫的能力是有限的。 3 3 6 耐寒性生理指标 在低温下植物细胞膜透性增大，细胞内电解质外渗量增加，这种变化出现在外部 形态变化之前，因而，可用电导法测定其耐寒性幢引。 ( 1 ) 叶片相对电渗率测定：采回的样品，经处理后置于室温( 1 3 1 5 。C ) 及4 、2 、0 、 一2 、一3 的冰箱中处理6 h ，测定红花木莲和乳源木莲能够忍耐的临界温度。叶样在0 、 一2 、一3 下分别处理3 、6 、1 2 、1 8 、2 4 h ，取出后静置0 5 h ，用直径0 6 c m 的打孔器 取各处理叶样2 9 ，将叶样置于三角锥形瓶中，加3 0 m L 无离子水，静置于2 0 。C 恒温箱 中浸提1 2 h ，取出用D D S 一1 1 型电导仪测定其相对电渗率。测毕将其放入沸腾的水浴 锅中煮3 0 m i n ，再在2 0 。C 恒温箱中浸提1 2 h ，取出测定其电导率。每处理测1 0 个数 据。 利用公式，电解质渗出率= ( 低温处理电导率煮沸处理电导率) X1 0 0 ( 2 ) 叶片束缚水、自由水含量：采用马林契克法测定用2 w A J 阿贝折射仪测定糖 浓度及原糖液浓度。束缚水不易移动、蒸腾和结冰，其含量高会使原生质粘性增大， 代谢减缓，有利于植物耐寒性的提高。耐寒性强的树种其束缚水含量和比值较高，可 以通过测定束缚水自由水来鉴定其耐寒性。 第1 1 页 4 结果与分析 4 1 引种栽培物候期观察 在2 0 0 7 2 0 0 9 两年间，对红花木莲和乳源木莲物候期的观测数据，见表2 、表3 。 由表可得：红花木莲引种到长江中下游地区后出现明显的换叶期，且其萌动、开花比 原产地地区的红花木莲推迟1 5 - - 3 0 d ，生长期则短于原产地约1 个月左右。乳源木莲 与红花木莲情况相似，其萌动、开花比原产地地区推迟2 0 - 3 0 d ，生长期则短于原产 地约1 5 天左右，换叶期不明显。据初步推断：由于移栽地的年平均气温低于原产地， 有效积温偏低，花期推迟。在日常的栽培管理中，应加强两树种防冻害管理。 表2 ：试验地物候期观测表( 2 0 0 7 2 0 0 9 ) T a b l e2 P h e r I o p h a s eo fd i f f tt r e e sc o m p 撕s o n 表3 ：原产地物候期观测表( 2 0 0 7 2 0 0 9 ) T a b l e3P h e n o p h a s eo f d